Calculadora de empuje: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

En este proyecto describiré cómo hice una configuración que monitorea el voltaje, la corriente, el empuje desarrollado por la hélice y la velocidad del motor. El sistema me costó muy poco fabricarlo y funciona a la perfección. He agregado una hoja de Excel que contiene datos para la primera ejecución exitosa. También agregué gráficos, ya que describen los datos de una sola vez. Espero que les guste el proyecto y si hay alguna confusión o alguna pregunta o sugerencia, por favor comente a continuación o envíeme un mensaje.

Agregué un documento detallado de un proyecto muy similar que había hecho antes. Descárgalo para obtener aún más detalles.

Suministros además de su ESC y Motor-

• Tablero perfilado
• Reistor de derivación
• LM324
• Alambres
• Madera
• Bisagra
• Arduino

Paso 1: hacer el sensor de empuje

El sensor de empuje en su esencia es solo un sensor de fuerza. La forma más popular de medir la fuerza es usar una celda de carga. Sin embargo, decidí ir un poco anticuado y desarrollé mi propio sensor. Esto fue particularmente posible para mí porque recientemente me compré una impresora 3D y, por lo tanto, hacer piezas personalizadas no fue un problema.

El sensor tiene dos partes principales, el resorte y el sensor. El resorte, como todos sabemos, se desplazará en una cantidad proporcional a la fuerza que se le aplique. Sin embargo, es muy difícil encontrar un resorte pequeño con la rigidez y el tamaño adecuados e incluso si encuentra uno, es otra pesadilla configurarlo correctamente y hacerlo funcionar de la manera que desea. Por lo tanto, reemplacé por completo el resorte con una tira de aluminio, de 2 mm de grosor y alrededor de 25 mm de ancho.

La viga en voladizo debe sujetarse con mucha firmeza en un extremo o los valores saldrán mal con seguridad. También hice un accesorio especial en el otro extremo para que sea fácil de acoplar al resto del sistema.

Luego, la viga en voladizo se unió al potenciómetro deslizante lineal mediante una varilla de acoplamiento que también se imprimió en 3D.

Imprimí todos los orificios de acoplamiento un poco más pequeños que el diámetro de la rosca de los tornillos que tenía para que no haya juego en el sistema. El soporte del potenciómetro también se imprimió en 3D como el resto.

Paso 2: sensor de velocidad

Uno de mis principales inventos de mi vida (hasta la fecha) es el sensor de velocidad destinado a medir la velocidad angular de cualquier dispositivo. El corazón del sistema es un imán y un sensor de efecto Hall. Siempre que el imán cruza el sensor de efecto Hall, la salida baja. Esto requiere una resistencia pull up entre la salida y la línea de 5V. Este trabajo lo realiza la resistencia pullup interna del arduino. Los imanes están dispuestos en un anillo en dos polos extremos. Esto ayuda a equilibrar los pesos del sistema. El sensor de efecto hall se coloca en una ranura dedicada que se imprimió en 3D. El soporte está diseñado de manera que se pueda ajustar la altura y la distancia.

Siempre que el imán está cerca del sensor de pasillo, la salida del sensor baja. Esto desencadena la interrupción en el arudino. A continuación, la función de activación toma nota de la hora.

Conociendo el tiempo entre dos cruces, se puede determinar fácilmente la velocidad angular de cualquier cuerpo en rotación.

Este sistema funciona perfectamente y lo he usado en otro proyecto mío.

Paso 3: voltaje

Esto es básicamente para medir la potencia consumida por el esc y por lo tanto el motor. medir el voltaje es lo más fácil que se aprende al usar arduino. Use pines analógicos para medir cualquier voltaje hasta 5 V y use un divisor de voltaje para cualquier voltaje superior a 5 V. Aquí las condiciones eran tales que la batería podía alcanzar un voltaje máximo de 27 voltios. Entonces hice un divisor de voltaje para hacer un divisor que entrega 5 voltios bajo un suministro de 30 V.

También asegúrese de no cortocircuitar accidentalmente las líneas + y - que pueden resultar fácilmente en un incendio.

Paso 4: medir la corriente

Medir la corriente o manejar la corriente en cualquier forma requiere conocimiento y experiencia de lo que quiere hacer. Las derivaciones que utilicé fueron cuatro resistencias de 10W de 0,05 ohmios. Esto significa que pueden manejar una corriente de (P / R) ^. 5 = (40 /.0125) ^. 5 = 56.56A. Esto fue más que suficiente para mí.

Asegúrese de hacer trazos de soldadura gruesos y use cables gruesos cuando maneje corrientes tan grandes. Eche un vistazo a la parte posterior de mi circuito, especialmente en la región de derivación donde se utilizan cables súper gruesos

También es importante utilizar algunos filtros de paso bajo en combinación con las derivaciones. He agregado una imagen del dibujo actual del ESC según lo medido por mi DSO138. Este es un gran parloteo para que arduino lo procese y, por lo tanto, un filtro pasivo significaría mucho para arduino. Usé un capacitor de 1uF en combinación con una olla de 100k para hacer el filtro.

Por favor contácteme si tiene alguna duda en esta sección. Esto puede destruir su batería si no se hace correctamente.

Paso 5: Cargue el programa y realice las conexiones

• SALIDA DEL SENSOR DE EFECTO HALL = D2
• SALIDA DEL AMPLIFICADOR DEL SENSOR DE FUERZA = A3
• SALIDA DIVISOR DE TENSIÓN = A0
• SALIDA DEL AMPLIFICADOR DE CORRIENTE = A1

La primera fila del programa es el tiempo en segundos. Es importante si desea medir la aceleración o cualquier cosa que dependa del tiempo.

Ya ha terminado aquí y ahora recopila todo tipo de datos de su nuevo dispositivo nuevo.